动态环境下的自适应供应链系统

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[摘要] 研究供应链如何在多变的市场环境下做出及时的变化或调整，具有很强的理论意义和现实意义。本文对SC适应环境变动的问题提出一种新的解决思路。分析供应链环境中的不确定因素及供应链的适应性，在此基础上，具体阐述自适应供应链系统的一般原理和数学描述，并探讨了相关问题。

[关键词] 供应链 供应链管理 自适应系统

在市场经济环境快速变动的趋势下，制定及时准确的供应链策略可以提高系统运行效率。因此，供应链的适应能力成为衡量供应链系统性能最关键的准则之一。

一、供应链环境及适应性分析

自适应系统是控制理论中的一个术语，在机械、航空、工业过程等领域已有广泛的应用。自适应技术适用于动态特性变化范围很宽的对象。系统利用可调对象的输入量、状态及输出量来测量某种性能指标（IP），根据测得的性能指标与一组给定性能指标的比较，自适应机构修改可调对象以保证对象在某种意义上的最优状态。应用自适应原则开展研究，应该讨论两个问题：一是对象环境中有哪些动态变化的因素；二是对象应如何适应环境变化。

1.供应链环境中的不确定因素。供应链结构和系统参数的变化主要来自于不确定环境的影响。经由供应链环境的分析可以理解系统动态变化的原因，判断可能的变化情况。在供应链管理的变化环境中主要包括了五种不确定因素:（1)顾客需求。（2)产品和服务。(3)信息与通讯技术。(4)渠道。(5)物流。

2.供应链的适应性。供应链适应性分为两种模式：主动式适应和被动式适应。所谓主动式适应是指在既有系统的基础之上，进行系统性能的有效分析，创造新的更高效率的管理策略，从而把供应链运作水平提高到新的台阶。被动式适应是指供应链系统能够跟踪运作中的变化，并使自己尽快适应因变化而产生的需求。主动式适应和被动式适应过程共同作用，推动供应链系统的不断发展。

从供应链组成来看，适应性可以分成三个层次：结构适应性、功能适应性、资源适应性。结构适应性：供应链中企业可以既是这个供应链的成员，同时又是另一个供应链的成员，根据企业战略需要和经营状况，动态参与供应链的组建。成员变动的反应能力是结构适应性的主要内容。功能适应性：当供应链组建完成、各成员确定后，供应链的主要任务就是实现各成员企业优化组合，形成支持供应链运作的有序流程集合。流程中各个企业承担功能的一部分，具有相对独立性，当外界环境或内部条件发生改变时，现有系统功能不能满足需要，只需修改流程中规定的规则和顺序，功能本身不变，可以快速重新配置系统流程，从而增强系统的适应性。资源适应性：供应链如何利用各成员企业的资源是由具体的市场需求并充分考虑各种因素所确定的。供应链管理涉及生产技术、生产方式的选择；工厂和仓库分布；运输渠道和运输方式的选择；库存管理各方面问题。这些资源决策的影响因素非常复杂，当其中一部分发生变化，供应链必然对资源的变化作出响应，重新分配和调度资源。

由于供应链的层次性，这3类适应方式的深入程度也是递阶的。组织适应作用于最高层；流程适应作用于系统功能层，在适应过程中要充分考虑到组织的变动；资源适应作用于系统运作过程，同样，在适应过程中，要考虑组织、流程的变动，如图1所示。

因此，系统适应性研究通过分析各种可预知和不可预知的内外因素，形成事件影响序列，并建立事件发生之后供应链采取的策略。在此基础上，本文提出自适应供应链系统的基本结构。

二、自适应供应链的一般原理

1.系统结构。图2中可调系统是根据供应链类型和具体环境选择的某种模型描述，它体现了供应链策略与其状态及结果之间的关系。供应链的运作是一个动态过程，当系统中发生一些新情况、新变化时，供应链根据测得的性能指标与一组给定指标值的比较结果，触发自适应过程。自适应系统通过修定原有策略，重新安排系统的可利用资源，快速响应环境变化，使供应链系统持续、优化地运行。

系统的自适应过程有三种形式。对于可预知的变化，规定事件响应策略。更多的变化是不可预知的，因素错综复杂，在供应链各个环节之中引起关联的变化。环境变化一方面隐藏在很多不变因素背后，另一方面隐藏在诸多变化因素中，因此不必要也无法完全识别所有变化数据和变化类型。这一类变化主要通过对性能指标的监测，决定重新优化的时刻和优化策略。系统还可以设置检查点，主动收集系统运行信息，进行有效的分析和优化。这种形式是更高级别的适应，能使供应链系统创造更高的效率。

系统给定的性能标准规定了变动范围，它是动态的，随着供应链环境的不同状态而调整。可以由历史数据或行业专家的经验知识分析得出，也可以建立参考模型，由参考模型的输出和状态规定一个性能标准。判断是否到达重新调度时刻，是否开始自适应过程，取决于两类监测信息：一类是可预知变化事件的状态，另一类是供应链系统的性能指标值。

2.数学描述。系统可由下列方程式表示：

其中x表示系统状态，u是输入量，是扰动量。

A(t)，B(t)：t时刻系统模型参数

Q：t时刻系统性能指标 Q*：给定的系统性能标准

e：系统实际性能与给定性能的偏差

0到t之间的时刻

:自适应规律，根据f调整系统策略

3.可预知事件序列。这里主要定义那些简单的、经常性发生的可预知事件，不同供应链还可根据具体情况有更多的定义。

市场需求的变化：供应链是拉动型的，生产由需求驱动，根据实际需求进行协调。市场需求作为外生量，激发一次重调度事件。(1)新增的订货。采用调度方案完全再生的方式。保留断点发生时的系统状态信息，重新安排调度策略，将新增订货与原有订货一起进行调度，紧急订单的优先级体现在分配给它们更大的权值。(2)订货取消/修改。采用完全再生的调度方案，删除/修改被指定的订单，并把剩余订单作为调度对象重新调度。

生产能力的变化：当供应链中某生产企业发生故障，不能提供需要的生产能力，可采用修改式的调度方案，将与故障企业有关的任务形成新的要求进行重新调度。

渠道的变化：供应链中供应、运输、生产关系等发生变化以及供应链成员加入或退出时，保留断点的状态信息，将相关任务形成新的要求重新调度，修改原有的方案。

三、结语

现代企业面临的竞争环境异常激烈，产品及市场的变化引起供应链结构及供应链内部的业务流程、运作策略等发生相应的调整。面对需求的变化，客观上要求供应链能够与变化同步。供应链的动态调整过程可以看成一个自适应的反应过程。本文把供应链作为一个复杂的适应性系统展开研究，运用自适应方法进行建模，以期为供应链企业的策略调整寻找一种动态的方法。文章提出的系统是一种探索性的新方法，有待于理论上的进一步完善和实践中的检验。而供应链管理理论、自适应技术、信息技术领域的不断发展，也为这个研究方向提供了许多条件。供应链模型的分类研究;指标函数的确定;优化器设计策略及特定算法，有效的事件响应策略，自适应供应链系统软件体系结构的设计等，将是下一阶段要开展的研究工作。

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